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PPCPs(pharmaceuticals and personal care products)是一类含有处方类和非处方类医药品、防晒剂、清洁剂、杀菌剂和香料等化学用品在内的污染物的总称。该类物质具有较强的生物活性、旋光性和极性,多数以痕量浓度存在环境中,然而城市污水处理工艺无法彻底去除全部的PPCPs,这些残留的PPCPs将会随着自然水循环等途径最终进入到饮用水中,这给人类健康和生态环境带来了潜在的危害。而目前国内,对于饮用水系统中PPCPs污染状况的研究较少,未系统研究并掌握PPCPs在给水系统中的污染现状,因此非常有必要开展针对国内饮用水系统中PPCPs物质的浓度及迁移转化规律的研究。 本研究针对PPCPs在饮用水中的分布特征及其去除这一环境科学研究的前沿领域,建立了基于 HPLC/MS/MS的13种PPCPs同时测定的检测方法。研究分析了上海市5个城市给水处理厂中PPCPs的含量水平与分布特征,分析了常规及深度处理工艺对典型药物的去除效率,并对混凝工艺进行了技术优化。具体结论如下: (1)以HPLC/MS/MS为主要检测平台,建立了同时测定饮用水中13种PPCPs的分析方法。水样预处理采用固相萃取(SPE)技术,Poly-Sery HLB小柱萃取效果好,水样最佳pH为5,以6 mL甲醇为洗脱剂。方法检出限范围:0.3~45.3ng/L;基于HPLC建立了混凝实验中5种PPCPs的检测方法,方法检出限范围在6.0~40.1μg/L。 (2)在对5个给水处理厂进水水样的检测过程中,共有7种PPCPS被检出,根据检出频率依次是:三氯生(TCS)、金霉素(CTC)、卡马西平(CBZ)、四环素(TC)、土霉素(OTC)、环丙沙星(CIP)、磺胺甲恶唑(SMX),它们的平均浓度和最大浓度的范围分别为nd.~33.5ng/L和nd.~100ng/l。给水处理各个工艺中,混凝是去除PPCPS最有效的工艺单元,其余工艺单元对PPCPS去除的贡献大小不一。PPCPS在给水系统中的迁移转化主要是吸附和氧化(预氧化、消毒)。 (3)常规处理工艺除对TCS能够完全去除外,其余几种PPCPS在出水中均有一定浓度的残留,而深度处理对PPCPS的去除效果较好,在臭氧活性炭工艺过后各PPCPS的去除率均达到或接近100%,最终在出水中无PPCPS残留。 (4)通过不同混凝技术工艺的去除效果对比,最终确定最佳混凝技术组合是臭氧高锰酸钾共氧化与混凝联用技术,最佳混凝剂投加量为50mg/L,最佳絮凝时间为25min;混凝前进行预氧化,高锰酸钾和臭氧的最佳投加量分别为2.5mg/L和3.0mg/L。该技术利用臭氧和高锰酸钾的协同氧化和助凝作用,在节省混凝剂及臭氧的投加量的同时,可避免由于臭氧过量投加产生的副作用以及降低给水系统中后续消毒产生的氯化副产物,在经济上和技术上都是可行的。